8/12/2019 Appunti Classe Quarta Parte Tre Versione Ridotta 2

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1. singolo processo utente e singolo thread (MS-DOS);

2. singolo processo utente e multiplo thread per processo (JAVA);

3. multiplo processo utente e singolo thread per processo (UNIX);

4. multiplo processo utente e multiplo thread per processo (Linux)

Il base alla capacit di un sistema di gestire i threada livello del

kernel, si distinguono 4 possibili combinazioni di utilizzo

Soluzioni adottate

Gli ambienti operativi hanno due modalit principali per realizzare

un sistema multithreading a seconda che il kernel sia o meno a

conoscenza della loro esistenza, cio se i threadvengono costruiti

mediante chiamate al kernel oppure da software attraverso

procedure e librerie.

Nel primo caso si parla di Kernel-Level, nel secondo di User-Level

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Kernel-Level

In questo caso il kernel gestisce i threadal pari di tutti gli altri

processi assegnando loro risorse di sistema. Se un threadsi

sospende pu evolvere un secondo threadgenerato dallo stesso

processo poich tra loro schedulati autonomamente. Lo stesso

kernel pu essere scritto come un sistema multithread

Linux, Unix e Windows realizzando ambienti Kernel-Level

User-Level

I threada livello utente vengono implementati grazie a dellelibrerie apposite (thread package) che contengono funzioni per

creare, terminare, sincronizzare i threade per realizzare lo

scheduling. N la schedulazione n lo switching con il cambio di

contesto coinvolgono il kernel, che gestisce solo i processi. Ithreadrisultano pertanto di propriet e gestione esclusiva del

processo che li ha creati. Date le loro caratteristiche possono

essere implementati su qualunque SO: lambiente tipico per

lUser-Level la JVM

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Come i processi, anche un threaddurante il ciclo di vita pu avere

diversi stati. Inoltre la vita di un thread legata a quella del

processo che li genera dal momento che se un processo termina

allora terminano anche tutti i suoi thread: esso risulta invece

indipendente durante la vita del processo, cio evolve senza

considerare che il processo sia in esecuzione oppure in attesa

Segue il diagramma sul ciclo di vita dei thread, nel quale le

transizioni sotto il controllo del sistema vengono indicate in blu

mentre quelle effettuate da istruzioni, ovvero dove il controllo delprogramma, in verde

Stati di un thread

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Idle

Ready

Running Sleeping

Waiting

Blocked

Dead

start

notify ()

notify All()

sleep ()

wait ()

stop ()

I/O done

richiesta I/O

Quando finito DispatchAttesa finita

Idle: prima di essere

avviato

Dead: terminate le

sue istruzioni

Blocked: in attesa di

completare lI/O

Blocked: in attesa di

I/O

Waiting: in attesa di

un evento

Running: in

esecuzione

Ready: pronto ma in

attesa della CPU

Sleeping: sospeso un

periodo

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Un threadviene detto Idlequando non ancora avviato e viene

posto nello stato di Readydove condivide una apposita coda con

tutti i threade i processi che attendono la CPU, gestiti dalle

diverse politiche di scheduling, alternando Runninge Ready

Dallesecuzione passa allo stato Blockedin caso di richieste dioperazioni I/O e nello stato di Waitingquando esegue chiamate

bloccanti che ne causano la sospensione: non appena la causa

del blocco viene rimossa (p.e. con dati dallHD) il threadritorna

nello stato Ready. Dallo stato di Running pu passare anche allostato Sleeping, che uno stato in cui effettua cicli di attesa per poi

essere rimesso in coda tra i processi. Dallo stato di Running un

threadpu passare allo stato di Dead, qualora abbia eseguito

tutte le proprie istruzioni

Se un threadsi blocca per richiesta di I/O e passa in Bloched, il

sistema potrebbe decidere di eseguire un altro threaddello stesso

processo oppure un threaddi altri processi: se User-Level (thread

Java) non vede i threaded esegue un altro processo; se Kernel-

Level (thread C) viene gestito lo scheduling a livello thread